CC BY
6КВАНТОВАЯ МАКРОФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД
Анизотропия эффекта Холла в парамагнитной фазе каркасного стекла Hoo.8Luo.2B12
Хорошилов А.Л., Краснорусский В.Н., Красиков К.М.
Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук
Е-mail: poligon-5l@yandex. ru
Среди наблюдающихся в пространственно-неоднородных системах (ПНС) уникальных физических явлений особо выделяются колоссальное магнетосопротивление в манганитах и высокотемпературная сверхпроводимость в купратах. В то же время, ряд исследователей (см., например, [1,2]) отмечает существенное сходство между различными типами ПНС. Более того, одновременная активность спиновых, орбитальных, зарядовых и решеточных степеней свободы в совокупности с развитием фазового расслоения в таких системах рассматривается как определяющее условие для возникновения вышеуказанных аномалий магнитотранспорта. В данной работе для изучения влияния подобных пространственных неоднородностей на свойства зарядового транспорта используется относительно простая по составу модельная система типа RB12. В ГЦК структуре таких редкоземельных (РЗ) додекаборидов при температурах ниже T* ~ 60 К наблюдается [3] переход в состояние каркасного стекла, характеризующегося
г>3+
случайными смещениями ионов R относительно
центросимметричных положений внутри кубооктаэдров B24 в борной подрешетке. Согласно последним исследованиям гальваномагнтиных свойств редкоземельных додекаборидов [4, 5], основным механизмом возникновения в них электронного фазового расслоения является кооперативный динамический эффект Яна-Теллера, который приводит к формированию системы высокочастотных осцилляций зарядовой плотности — динамических зарядовых страйпов, лежащих вдоль направления <110>. В частности, результаты изучения эффекта Холла в реперном немагнитном РЗ додекабориде LuB12 [6], а также магнетосопротивления в системе с магнитными ионами Ho08Lu02B12 [7] продемонстрировали сильную анизотропию магнитотранспорта в парамагнитной фазе (ПМ) данных соединений.
Учитывая общий характер возникновения электронной
ÏÏ^IhjZx 8-10 декабря 2020 г.
неустойчивости в RB12, представляет интерес изучение особенностей эффекта Холла в ПМ фазе концентрированного антиферромагнетика Ho0.8Lu02B12 в зависимости от направления магнитного поля. Целью названных исследований является выяснение ключевых особенностей рассеяния носителей заряда в данном классе соединений.
В данной работе представлены результаты прецизионных измерений эффекта Холла монокристаллических образцов Ho0.8Lu02B12 в магнитных полях до 80 кЭ в температурном диапазоне 1.9-300 К в зависимости от направления магнитного поля при фиксированном направлении измерительного тока I || [1-10]. Продемонстрирован альтернативный метод определения коэффициентов нормального и аномального эффектов Холла на основе экспериментальных угловых кривых холловского сопротивления рн(ф), учитывающий их зависимость как от гармонической pH0*cos^), так и от ангармонической рнап(ф) составляющих холловского сигнала (см., например, рис.1). Показано, что в парамагнитном состоянии при низких температурах как аномальный, так и нормальный вклады в холловское сопротивление Ho0.8Lu0.2B12 имеют значительную ангармоническую составляющую рнап(ф) ф f(cos^)). Причем в температурной области ниже T ~ 40-60 К «замороженный» беспорядок РЗ ионов, смещенных относительно центросимметричных положений в кубооктаэрах B24, приводит к резкому росту данной ангармонической составляющей с понижением температуры. В рамках сравнительного анализа коэффициентов Холла, найденных стандартным и альтернативным методами, продемонстрирована потеря части информации о вкладах в эффект Холла при использовании стандартной процедуры разделения вкладов в измерительной схеме с двумя антипараллельными направлениями магнитного поля. Зарегистрированная анизотропия холловской компоненты тензора проводимости обсуждается в терминах взаимодействия носителей заряда с системой зарядовых страйпов и направлений открытости на поверхности Ферми.
Авторы выражают благодарность к.ф.-м.н. А.Н. Азаревичу, к.ф.-м.н. А.В. Богачу, д.ф.-м.н. В.В. Глушкову, д.ф.-м.н. С.В. Демишеву, к.ф.-м.н. НЮ. Шицеваловой, к.ф.-м.н. ВН. Филипову и к.ф.-м.н. Н.Е. Случанко за полезные обсуждения, помощь в подготовке образцов и
КВАНТОВАЯ МАКРОФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД
проведении измерении.
Рис. 1. Угловые зависимости холловского сопротивления pH и соответствующие им модельные кривые для нормалей n || [001], n || [110] и n || [111] при температуре 4.2 К в диапазоне магнитных полей, отвечающем ПМ состоянию.
1. E. Dagotto, Nanoscale Phase Separation and Colossal Magnetoresistance, Springer-Verlag, Berlin, 2002.
2. Akahoshi D., Uchida M., Tomioka et al., Phys. Rev. Letters, 2003, 90, 17.
3. Sluchanko N.E., Azarevich A.N., Bogach A.V. et al., JETP, 2011, 113, 468.
4. Sluchanko N.E., Azarevich A.N., Bogach A.V. et al., J. of Physics: Condensed Matter, 2019, 31, 6, 065604.
5. К.М. Красиков, А.Н. Азаревич, В.В. Глушков и др., Письма в ЖЭТФ, 2020, 112, 7, 451-457.
6. N. Sluchanko, A. Azarevich, A. Bogach et al., arXiv:2008.01455
7. A.L. Khoroshilov, V.N. Krasnorussky, K.M. Krasikov et al., Phys. Rev. B,2019, 99, 174430.
